Лабораторная работа
"Параллельное и последовательное моделирование"
Введение
Целью данной лабораторной работы является изучение этапов построения частотных характеристик типового соединения звеньев.
1. Теоретические исследования
Часто на практике приходится исследовать поведение в частотной области сложных объектов и их соединений. На практике различают два основных соединения звеньев: последовательное и параллельное.
На практике часто требуется знать, как будет реагировать технологический объект или технологическая система на входные периодические воздействия различной частоты, в том случае если имеются математическое описания (математическая модель) объекта или системы, то такие исследования можно провести путем построения соответствующих характеристик. Эти характеристики можно получить путем деления дифференциальных уравнений, которыми описываются объекты при соответствующих начальных условиях и форме входных воздействий.
Зависимость амплитуды выходного сигнала характеризует амплитудно-частотная характеристика.
Отставание либо опережение выходного сигнала в зависимости от частоты входного сигнала характеризует фазочастотная характеристика.
Для чего необходимо моделирование?
Для исследования различных режимов работы технологического оборудования, а также для исследования поведения технологического оборудования при изменении различных факторов. Прибегают к моделированию, то есть к исследованию различных процессов на их моделях.
Это связано с тем, что физические эксперименты на реальном оборудовании являются дорогостоящими, а в некоторых случаях недопустимыми.
Моделирование последовательного соединения звеньев
Пусть требуется провести моделирование в частотной области следующего соединения:
Поскольку моделирование в частотной области сводится к построению частотных характеристик, то для указанного соединения требуется построить АЧХ и ФЧХ, КЧХ.
При последовательной соединении передаточной функции перемножаются:
W(P) = W1 (P) * W2 (P)
Более целесообразным является работа с модулями и фазами при последовательном соединении. Результирующий модуль определяется как произведение модулей элементарных звеньев:
A(w) = A1 (w)*A2 (w)
А результирующая фаза определяется как сумма фаз, входящих в соединение:
Вещественная часть: .
Мнимая часть: .
Моделирование параллельных звеньев
Пусть требуется произвести моделирование следующего соединения звеньев:
Результирующая придаточная функция определяется:
W(p) = W1 (p)+W2(p)
Вещественная часть: .
Мнимая часть: .
Результирующий модуль определяется так:
Результирующая фаза:
Моделирование сводится к построению частотных характеристик АЧХ, ФЧХ и КЧХ.
2. Экспериментальные исследования
Разработать программу, учитывающую вид соединения звеньев и получить графики частотных характеристик для эквивалентного соединения звеньев, структурная схема которого представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Структурная схема соединения звеньев
Разработала к программе блок-схему, представленную на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Лист 1 – Блок – схема к заданию
Рисунок 2.2 – Лист 2 – Блок – схема к заданию
Разработала программу, учитывающую вид соединения звеньев. Листинг программы представлен на рисунке 2.3.
OPEN «d:char.txt» FOR OUTPUT AS #3
CLS: PI = 3.141593: W = 0: W1 =.95: W2 =.01
T(1) = 2: T(2) = 4: T(3) = 6: T(4) = 8
K(1) = 1: K(2) = 3: K(3) = 5: K(4) = 7
20 FOR I = 1 TO 4
A(I) = K(I) / SQR (T(I) ^ 2 * W ^ 2 + 1)
Fi(I) = – ATN (T(I) * W)
P(I) = A(I) * COS (Fi(I)): Q(I) = A(I) * SIN (Fi(I))
NEXT I
REM posledovatelnoe soedinenie
Ae(1) = A(1) * A(2): Fie(1) = Fi(1) + Fi(2)
Pe(1) = Ae(1) * COS (Fie(1)): Qe(1) = Ae(1) * SIN (Fie(1))
REM parallelnoe soedinenie
Pe(2) = P(3) + P(4): Qe(2) = Q(3) + Q(4)
Ae(2) = SQR (Pe(2) ^ 2 + Qe(2) ^ 2)
Fie(2) = ATN (Qe(2) / Pe(2))
IF Pe(2) < 0 THEN Fie(2) = Fie(2) – PI
REM posledovatelnoe soedinenie
Ae(3) = Ae(2) * Ae(1): Fie(3) = Fie(2) + Fie(1)
Pe(3) = Ae(3) * COS (Fie(3)): Qe(3) = Ae(3) * SIN (Fie(3))
PRINT USING «W=#.###, Ae(3)=+##.##, Fie(3)=+#.##, Qe(3)=+##.##, Pe(3)=+##.##»; W; Ae(3); Fie(3); Qe(3); Pe(3)
PRINT #3, USING «#.### +##.## +#.## +##.## +##.##»; W; Ae(3); Fie(3); Qe(3); Pe(3)
IF W < W1 THEN W = W + W2
IF W < W1 THEN 20
CLOSE #3
END
Рисунок 2.3 – Листинг программы
Графики частотных характеристик (АЧХ, ФЧХ, КЧХ) представлены соответственно на рисунках 2.4, 2.5 и 2.6.
Рисунок 2.4 – График АЧХ
Рисунок 2.5 – График ФЧХ
Рисунок 2.6 – График КЧХ
Выводы
В ходе проведения лабораторной работы я изучила этапы построения частотных характеристик типового соединения звеньев.
Другие работы по теме:
Организация производства
Длительность технологического цикла обработки партии деталей при последовательном, параллельно-последовательном, параллельном видах движения заготовок в процессе производства.
Механика, кинематика, колебания и волны
Равномерное и ускоренное движение. Движение под углом к горизонту. Движение тела, брошенного горизонтально. Сила всемирного тяготения, криволинейное движение. Механика жидкостей и газов, электромагнитные колебания, молекулярно-кинетическая теория.
Опытная проверка расчета нелинейных цепей
Лабораторная работа Тема : Опытная проверка расчёта нелинейных цепей Цель: Научиться опытным путём рассчитывать нелинейные цепи. Параллельное соединение нелинейных элементов изображено на рисунке 1.
Механика кинематика колебания и волны
Площади l - длина b - высота, ширина. Площадь круга: Кинематика. Равномерное движение: a = 0, V = S/t Ускоренное движение: a > 0 a = (V - V0) / t S = S0 + V0t (at2) /2
Основные вопросы теории электрических цепей
Какое устройство используют для накопления заряда. Понятие электрического тока. Условия возникновения электродвижущей силы. Сила тока и его мощность. Закон Ома для участка сети. Электронапряженность и электропроницаемость. Проводники и диэлектрики.
Законы Кирхгофа
Алгебраическая сумма токов в ветвях, сходящихся к любому узлу электрической цепи, тождественно равна нулю. Алгебраическая сумма напряжений ветвей в любом контуре цепи тождественно равна нулю. Примеры на применение первого и второго законов Кирхгофа.
Физика (7-10 классы)
Магнитная индукция B = F/Il = M/IS, где M – момент сил Справочные таблицы по физике Сила Ампера F = Ibl Сила Лоренца
Лабораторная работа №1
абораторная работа № 1 Тема : Последовательное и параллельное соединение потребителей электрической энергии. Цель работы : проверить законы параллельного и последовательного соединения
Лабораторная работа 1
абораторная работа № 1 Тема: Последовательное и параллельное соединение потребителей электрической энергии. Цель работы: проверить законы параллельного и последовательного соединения
Последовательное и параллельное соединение резисторов
Методика сборки схем для наглядного изображения особенностей последовательного и параллельного соединения резисторов, описание необходимого для этого оборудования и приборов. Правила и порядок оформления результатов измерений и вычислений по схемам.
Основные формулы
Электростатика. - закон Кулона. - напряженность электрического поля - принцип суперпозиции полей. - поток через площадку S. - теорема Гаусса. - теорема о циркуляции.
Регулирование центробежных насосов
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова.»
Регулирование центробежных насосов
Подбор и регулирование центробежных насосов водоснабжения с водонапорной башней при экономичном режиме работы насосной станции. Исследование параллельного и последовательного включений одинаковых насосов и определение оптимальной схемы их соединения.
1. Введение в предмет
Целью курса является изучение принципов и освоение практических навыков параллельного программирования с использование технологии mpi
работа по дисциплине «Моделирование»
Провести анализ заданной схемы на предмет корректности её работы в установленных режимах. Внести необходимые исправления в схему, для обеспечения правильности её работы
Расчет оптимального вида движения партии изделий в обработке
Классификация потерь при использовании оборудования по характеру и источникам возникновения. Расчет календарного фонда времени. Расчет оптимальной величины технологической партии. Составление зависимостей затрат на хранение деталей от величины партии.
Линии задержки
Моделирование прямоугольного импульса с определенной длительностью фронта. Синтезирование электрической принципиальной схемы с учетом параметров элементов. Графики входных и выходных напряжений. Влияние длительности фронта на искажение выходного сигнала.
Клиодинамика
Введение 1 Общие сведения 2 Соотношение между клиодинамикой и клиометрией 3 Основоположники клиодинамики 4 Основные достижения клиодинамики Список литературы
Расчет структурной надежности системы
Построение графика изменения вероятности безотказной работы системы согласно структурной схемы. Порядок определения процентной наработки технической системы, обеспечение ее увеличения за счет повышения надежности элементов, структурного резервирования.
Порядок моделирования входного сигнала
Порядок и методика моделирования входного сигнала, общие принципы представления сигналов математическими моделями. Взаимосвязь математических моделей с компьютерными, их место и значение на современном этапе. Пакеты для моделирования различных процессов.
Надежность функционирования систем
Расчет надежности функционирования систем (Лисп-реализация). Схема включения конденсаторной батареи, показатели интенсивности отказов и вероятности безотказной работы за год. Функциональные модели и блок-схемы решения задачи. Примеры выполнения программы.
Построение структурных схем систем автоматического управления
Предмет: Теория Автоматического Управления Тема: Построение структурных схем систем автоматического управления Введение Структурной схемой системы называется графическое изображение показывающее, из каких элементов состоит система, и каким образом они соединены между собой.